JP7150661B2 - 磁気誘導発電機 - Google Patents

Description

本発明は、磁気誘導発電機に関し、詳しくは、磁気誘導構造と、発電構造と、循環回路構造と、によって構成され、発電された電力が外部に出力されると共に発電機自体に配された電磁石への通電に利用することが可能な磁気誘導発電機に関するものである。

従来の磁気誘導発電機は、磁気誘導構造ならびに発電構造によって発電された電力は、回路構造よって外部に出力することはできるが、その一部を発電機自体に利用するものではなかった。

従来における磁気誘導発電機の具体的な提案例としては、回転強度の効率を高めるリニアの原理に類するマグネットを用いた「リニヤの原理に類するマグネットを用いた自動発電システム」（特許文献１参照）が提案され、公知技術となっている。

具体的には、駆動源を有する回転リング内径側に１６基の発電機を、外形側にリニヤの原理に類する回転マグネットを配設すると共に、固定リング上に棒状固定マグネットを等間隔円形に配設し、回転マグネットは等間隔に配列するが、隣の回転マグネットとの間に実寸にて２～３ミリの間隙を設け、棒状固定マグネットとの間にも同じく間隙を形成せしめ、１６基の発電機のうち３基をモーターの駆動源用とし、１３基からの発電量を自由に使う分量とすることができる磁気誘導発電機の提案である。

しかしながら、上記提案は、高速回転するローターの周辺部に多数の接触ブラシを設置するため、摩擦熱損による電圧降下を引き起こし易く、取り扱いが難しい、といった問題があった。

また、基となる単極誘導発電機の欠点である低電圧を改善し、磁石から直接電気エネルギーを取り出すことのできる効率のよい「コイルレスマグネット発電機」（特許文献２参照）が提案され、公知技術となっている。

具体的には、単極発電機の磁石であるローターを複数に分割成層し、絶縁体を用い円盤状として回動軸に固着、同様の物を同軸上に併設し、内側の極性が反発するように設置して、それぞれの分割磁石の週縁部には、材質構成を分割磁石と同様として分割磁石の回動と共に、分割磁石の週縁面に対し適当なプレス圧を保ち回動し、それぞれ接続の極性は併設に対しても週設に対しても、反発するように設置した回動ブラシを具備し、併設する分割磁石の接続は各々対角する磁石の中心部同士を接続して、上記の如く発電機を構成することで、磁石内部の磁場作用を利用することにより、電圧を上げることができ逆トルクを軽微にすることができる磁気誘導発電機の提案である。

しかしながら、上記提案は、回動ブラシの中心軸が機械的手段によって軸受け固定されているため、少なくてもリニア構造による電磁誘導性能より摩擦係数が大きくなる、といった問題があった。

本出願人は、以上のような従来から提案されている磁気誘導発電機に着目し、発電された電力を、回路構造よって外部に出力するだけでなく発電機自体に利用できないものかという着想の下、磁気誘導構造ならびに発電構造によって発電された電力を循環回路構造よって発電機自体に配された電磁石への通電に利用すると共に、その余を外部に出力することが可能な、安価でメンテナンスの容易な磁気誘導発電機を開発し、本発明にかかる「磁気誘導発電機」の提案に至るものである。

特開２０１１－４５８０号公報 特開２００３－４７２２６号公報

本発明は、上記事情に鑑み、磁気誘導構造と、発電構造と、循環回路構造と、によって構成され、発電された電力を外部に出力すると共に、発電機自体に配された電磁石への通電に利用することを可能にした磁気誘導発電機を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するため、本発明は、磁気誘導構造と、発電構造と、循環回路構造と、によって構成される磁気誘導発電機であって、円形状に周設される電磁石ガイドレールと、その内側の中心円上に１８０°間隔で配置される２個の誘導電磁石と、を配設した絶縁素材で形成される磁気誘導固定盤を上下に対峙させ、該上下に対峙させた磁気誘導固定盤の中間に、電磁石ガイドレールの軌道上を無接触で回転移動する軌道回転永久磁石を無端円周状に若しくは円形状に点在して複数設けると共に、その内側の中心円上に７２°間隔で配置される５個の回転誘導固定永久磁石を上下面に配設した絶縁素材で形成される磁気誘導回転盤を配し、該磁気誘導回転盤の中心軸下方に、絶縁素材で一体成型されると共に先端に複数の永久磁石を埋設させた回転ローター軸が延伸され、下方に配置された前記磁気誘導固定盤の中心には、回転ローター軸を挿通可能な抜き穴が設けられて成り、発電構造は、永久磁石が埋設された回転ローター軸の先端をリング状に成形され且つ発電コイルが挿嵌された発電リング内に挿通させて成り、循環回路構造は、出力された磁気誘導電流を集電する集配器と、該磁気誘導電流を分配する分配器と、磁気誘導電流を蓄電すると共に送電用及び外部電力からの入電を行う入電用の接続端子が備えられている二次電池と、出力された磁気誘導電流を変換するインバーター変換器と、過電流・過充電・過放電を防ぐ調圧器と、で構成し、磁気誘導構造ならびに発電構造によって発電された電力は、循環回路構造によって外部に出力されると共に、前記電磁石ガイドレール及び前記誘導電磁石への通電に利用され、前記二次電池に蓄電された電力は、外部に出力されると共に発電機自体の初期始動電力として使用される手段を採る。

また、本発明は、前記磁気誘導回転盤において、上面に配設された回転誘導固定永久磁石に対し、３６°ズラした位置に下面の回転誘導固定永久磁石が配設されて成る手段を採り得る。

さらに、本発明は、前記磁気誘導固定盤において、上方の磁気誘導固定盤に配設された誘導電磁石に対し、９０°ズラした位置に下方の磁気誘導固定盤の誘導電磁石が配設されて成る手段を採り得る。

またさらに、本発明は、前記磁気誘導固定盤に配設された誘導電磁石の磁極は磁気誘導回転盤側に向けてＮ極であり、前記磁気誘導回転盤に配設された回転誘導固定永久磁石の磁極は回転進行方向側に向けてＳ極、回転進行方向と逆側に向けてＮ極である手段を採り得る。

さらにまた、本発明は、前記磁気誘導固定盤に配設された誘導電磁石の磁極は磁気誘導回転盤の回転進行方向側に向けてＮ極、回転進行方向と逆側に向けてＳ極であり、前記磁気誘導回転盤に配設された回転誘導固定永久磁石の磁極は磁気誘導固定盤側に向けてＮ極である手段を採り得る。

またさらに、本発明は、前記磁気誘導回転盤の中間に、磁気シールド材が埋設されて成る手段を採り得る。

さらにまた、本発明は、前記分配器に、漏電遮断機能を有するブレーカーが備えられている手段を採り得る。

本発明にかかる磁気誘導発電機によれば、磁気誘導回転盤を上下に挟む磁気誘導固定盤による磁気誘導構造が設けられることによって、無接触による磁気浮上効果が得られるため、安定的且つコンパクト構造であって、回転抵抗の少ない磁気誘導発電機の提供を可能にする、といった優れた効果を奏する。

また、本発明にかかる磁気誘導発電機よれば、発電された電力は、循環回路構造よって外部に出力されると共に、発電機自体に配された電磁石への通電に利用可能であり、安価且つメンテナンスの容易な磁気誘導発電機を提供し得る、といった優れた効果を奏する。

さらに、本発明にかかる磁気誘導発電機よれば、循環回路構造よって外部に出力される電流の磁気ヒステリアスの発生を抑制することができる、といった優れた効果を奏する。

またさらに、本発明にかかる磁気誘導発電機によれば、漏電遮断機能を有するブレーカーが備えられている手段を採ることによって、発電所、船舶、自動車、など多様な環境下での使用用途に配備することができると共に、該ブレーカーについて揺れを感知した際に漏電遮断を行う振感式とすることで大地震等による事故災害を最小限に抑制することができる、といった優れた効果を奏する。

そしてまた、本発明にかかる磁気誘導発電機によれば、二次電池に、ＯＮ／ＯＦＦ機能を有する少なくとも一以上の送電用若しくは入電用の接続端子を備える手段を採ることによって、二次電池の蓄電状態に合わせて磁気誘導発電機を起動させたり、外部への電力供給や初期始動時の必要電力の入電を容易に行うことができる、といった優れた効果を奏する。

本発明にかかる磁気誘導発電機の実施形態を示す模式的説明図である。 本発明にかかる磁気誘導発電機の実施形態を示す断面説明図である。 本発明にかかる磁気誘導発電機における誘導電磁石と回転誘導固定永久磁石との相関関係を示す説明図である。

本発明にかかる磁気誘導発電機１０は、磁気誘導構造２０と、発電構造３０と、循環回路構造４０と、によって構成され、該磁気誘導構造２０は、円形状に周設される電磁石ガイドレール２２と、その内側の中心円上に１８０°間隔で配置される２個の誘導電磁石２３と、を配設した絶縁素材で形成される磁気誘導固定盤２１を上下に対峙させ、該上下に対峙させた磁気誘導固定盤２１の中間に、電磁石ガイドレール２２の軌道上を無接触で回転移動する軌道回転永久磁石２５を無端円周状に若しくは円形状に点在して複数設けると共に、その内側の中心円上に７２°間隔で配置される５個の回転誘導固定永久磁石２４を上下面に配設した絶縁素材で形成される磁気誘導回転盤２６を配し、該磁気誘導回転盤２６の中心軸下方に、絶縁素材で一体成型されると共に先端に複数の永久磁石３２を埋設させた回転ローター軸３１が延伸され、下方に配置された磁気誘導固定盤２１の中心には、回転ローター軸３１を挿通可能な抜き穴３３が設けられて成り、発電構造３０は、永久磁石３２が埋設された回転ローター軸３１の先端をリング状に成形され且つ発電コイル３５が挿嵌された発電リング３４内に挿通させて成り、発電リング３４内に挿通させて成り、循環回路構造４０は、出力された磁気誘導電流を集電する集配器４１と、該磁気誘導電流を分配する分配器４２と、磁気誘導電流を蓄電すると共に送電用及び外部電力からの入電を行う入電用の接続端子４７が備えられている二次電池４３と、出力された磁気誘導電流を変換するインバーター変換器４４と、過電流・過充電・過放電を防ぐ調圧器４５と、で構成し、磁気誘導構造２０ならびに前記発電構造３０によって発電された電力は、循環回路構造４０によって外部に出力されると共に、前記電磁石ガイドレール２２及び前記誘導電磁石２３への通電に利用され、前記二次電池４３に蓄電された電力は、外部に出力されると共に発電機自体の初期始動電力として使用される手段を採ったことを最大の特徴とする。
以下、本発明にかかる磁気誘導発電機１０の実施形態を、図面に基づいて説明する。

尚、本発明にかかる磁気誘導発電機１０は、以下に述べる実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内、すなわち同一の作用効果を発揮できる形状や寸法等の範囲内で、適宜変更することができる。

図１は、本発明にかかる磁気誘導発電機の実施形態を示す模式的説明図である。
図２は、本発明にかかる磁気誘導発電機の実施形態を示す断面説明図である。
本実施形態にかかる磁気誘導発電機１０は、磁気誘導構造２０と、発電構造３０と、循環回路構造４０と、によって構成され、該磁気誘導構造２０ならびに発電構造３０によって発電された電力は、循環回路構造４０によって外部に出力されると共に、発電機自体に配された電磁石への通電に利用される手段を採るものである。

磁気誘導構造２０は、円形状に周設される電磁石ガイドレール２２と、その内側の中心円上に１８０°間隔で２個配置される誘導電磁石２３と、を配設した絶縁素材で形成される磁気誘導固定盤２１を上下に対峙させ、該上下に対峙させた磁気誘導固定盤２１の中間に、電磁石ガイドレール２２の軌道上を無接触で回転移動する軌道回転永久磁石２５を設けると共に、その内側の中心円上に７２°間隔で５個配置される回転誘導固定永久磁石２４を上下面に配設したセラミック等の絶縁素材で形成される磁気誘導回転盤２６を配し、該磁気誘導回転盤２６の中心軸下方に、セラミック等の絶縁素材で一体成型されると共に先端に複数の永久磁石３２を埋設させた回転ローター軸３１が延伸され、下方に配置された磁気誘導固定盤２１の中心には、該回転ローター軸３１を挿通可能な抜き穴３３が設けられて成る。

磁気誘導固定盤２１は、円盤状のセラミック等の絶縁素材で形成され、円形の凹部状の電磁石ガイドレール２２と、その内側の中心円上に１８０°間隔で２個配置されるＯＮ／ＯＦＦ機能を有する誘導電磁石２３が配設されて成る。

電磁石ガイドレール２２は、通電により磁力を発生する電磁石であって、円形の凹部状に形成され、上下に対峙させた磁気誘導固定盤２１の内側外周箇所に円形状に周設される。断面形状が馬蹄形の凹部状を有しているのは、軌道回転永久磁石２５による軌道からズレないためでもある。該電磁石ガイドレール２２を上下対峙させて通電による磁場を発生させることで、軌道回転永久磁石２５の反発力により無接触の浮遊状態となる。

誘導電磁石２３は、通電により磁力を発生する電磁石であって、上下の磁気誘導固定盤２１の内側にて、電磁石ガイドレール２２より内側の中心円上に、１８０°間隔で２個配置されるもので、通電による磁場を発生させることで、回転誘導固定永久磁石２４との関連性により引き合いと反発を繰り返すものである。このとき、上方の磁気誘導固定盤２１に配設された誘導電磁石２３と上方の磁気誘導固定盤２１に配設された誘導電磁石２３との位置関係をズラす態様が考えられ、上方に対し下方を９０°ズラす態様が好適である。かかる態様により、後述する回転誘導固定永久磁石２４との関連で引き合いと反発を繰り返すことで、磁気誘導回転盤２６を回転させるに際し、確実な且つ効率の良い回転に資するためである。

下方の磁気誘導固定盤２１には、抜き穴３３が設けられる。該抜き穴３３は、後述する回転ローター軸３１を挿通可能とするものであって、下方の磁気誘導固定盤２１の中心に設けられる。

磁気誘導回転盤２６は、上下に対峙させた前記磁気誘導固定盤２１の中間に配されるもので、前記電磁石ガイドレール２２の軌道上を無接触で回転移動する軌道回転永久磁石２５が設けられると共に、その内側の中心円上に７２°間隔で配置される５個の回転誘導固定永久磁石２４が上下面に夫々配設されて成り、セラミック等の絶縁素材で形成される。また、該磁気誘導回転盤２６の中心軸下方には、回転ローター軸３１が延伸されて形成されている。

このとき、該磁気誘導回転盤２６の中間に、磁気シールド材２６ａが埋設されて成る構成を採用し得る。該磁気シールド材２６ａは、磁力を遮断するためのものであって、例えばニッケルやパーマロイ、センダスト、ケイ素鋼などにより成形される。かかる磁気シールド材２６ａを埋設することで、磁気誘導回転盤２６に配設された回転誘導固定永久磁石２４が上面側と下面側とで互いに影響し合うことなく、夫々独立した磁力体として機能し得る。

軌道回転永久磁石２５は、電磁石ガイドレール２２の馬蹄形凹部の内側軌道上を無接触で回転移動すべく、磁気誘導回転盤２６の上下における電磁石ガイドレール２２に対向する位置において、無端円周状に若しくは円形状に円周上を点在して複数設けられる。

回転誘導固定永久磁石２４は、前記軌道回転永久磁石２５より内側の中心円上に配設されるもので、７２°間隔で５個の回転誘導固定永久磁石２４が磁気誘導回転盤２６の片面に配置され、両面合わせると１０個の回転誘導固定永久磁石２４が配設される。このとき、磁気誘導回転盤２６の上側に配設された回転誘導固定永久磁石２４と下側に配設された回転誘導固定永久磁石２４との位置関係をズラす態様が考えられ、上側に対し下側を３６°ズラす態様が好適である。かかる態様により、誘導電磁石２３との関連で引き合いと反発を繰り返すことで、磁気誘導回転盤２６を回転させるに際し、確実な且つ効率の良い回転に資するためである。

回転ローター軸３１は、磁気誘導回転盤２６の中心軸下方に延伸され、セラミック等の絶縁素材で一体成型されると共に、先端に複数の永久磁石３２を埋設して形成されている。

永久磁石３２は、回転ローター軸３１の円周上に複数分割して埋設させたもので、外部から磁場や電流の供給を受けることなく磁石としての性質を比較的長期にわたって保持し続ける特徴を有する。実例としてはアルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石などが使用される。

発電構造３０は、永久磁石３２が埋設された回転ローター軸３１の先端を発電リング３４内に挿通させて発電する手段を採る。すなわち、永久磁石３２が埋設された回転ローター軸３１の先端が発電リング３４内を回転することで、該発電リング３４に挿嵌された発電コイル３５に誘導起電流（磁気誘導電流）が発生する。

発電リング３４は、セラミック等の絶縁素材から成り、中央に回転ローター軸３１の先端を挿通し得るリング状（輪環状）に成形されている。該発電リング３４には、リングの中心から放射状に一乃至複数の貫通孔が形成され、該貫通孔内には、導電性鋼線（銅線）がコイル状に巻かれた発電コイル３５が挿嵌されている。このとき、発電リング３４の断面積や貫通孔の径、発電コイル３５の径や巻き数については特に限定するものではなく、電気抵抗等を考慮しつつ集電効率を鑑みて最良の範囲で適宜決定可能である。

尚、前記発電リング３４に形成される貫通孔の形状について、内側へ徐々に開拡したテーパー状とする態様が可能である。このとき、挿嵌される発電コイル３５の形状についても、該貫通孔の形状に合わせて内側へ徐々に開拡したテーパー状を成す。かかる態様を採用することで、生じる磁力の関係から、誘導起電流（磁気誘導電流）の発電量の増強が見込まれる。

循環回路構造４０は、発電された電力を外部に出力すると共に、その電力の一部を発電機に配された電磁石への送電に利用するための回路構造で、集配器４１と、分配器４２と、二次電池４３と、インバーター変換器４４と、調圧器４５と、で構成される。

集配器４１は、発電構造３０により発電されて出力された磁気誘導電流を集電するために設けられる機器である。

分配器４２は、前記集配器４１に集電された磁気誘導電流を、電圧と電流の比が乱れないように複数に分配するために設けられる機器であり、分配先として外部出力用と発電機自身の電磁石用とが存する。

二次電池４３は、磁気誘導電流を蓄電するために設けられるもので、蓄電池（充電式電池）ともいい、発電された磁気誘導電流を蓄電して、必要時に外部出力したり発電機初動用として使用したりするためのもので、外部電力からの入電を行う入電用の接続端子４７及び二次電池４３に蓄電された電力を送電する送電用の接続端子４７が備えられている。該接続端子４７を介して外部電力からの入電を行うことで二次電池４３に蓄電された電力は、送電用の接続端子４７を介して磁気誘導発電機１０自体の初期始動電力として使用することが可能である。かかる二次電池４３の具体的構造について限定はなく、常法のものを使用すれば足りる。

インバーター変換器４４は、出力された磁気誘導電流を適宜有用な電流へ変換するための機器で、例えば、直流・交流間の変換回路や、直流または交流から周波数の異なる交流を発生させる（逆変換する）電源回路、またはその回路を持つ装置のことである。逆変換回路、逆変換装置などとも呼ばれ、制御装置と組み合わせることなどにより、省エネルギー効果を得ることができる機器である。かかるインバーター変換器４４を備えることで、必要種の電力供給が可能となる。

調圧器４５は、発電された磁気誘導電流を発電機自体が存する電磁石へ送電する際に、過電流・過充電・過放電を防ぐために設けられる機器である。すなわち、該調圧器４５は、分配器４２と磁気誘導固定盤２１に備わる電磁石ガイドレール２２及び誘導電磁石２３との間における配電線の中間箇所に備えられる。

以上の構成から成る本実施形態にかかる磁気誘導発電機１０において、発電構造を説明する。
上下に配置された２枚の磁気誘導固定盤２１の中間に１枚の磁気誘導回転盤２６を配置させて構成される磁気誘導構造２０によって磁気誘導回転する。
具体的には、上下に対峙させた磁気誘導固定盤２１の内側には、円形状に周設される電磁石ガイドレール２２が配されており、該磁気誘導固定盤２１の中間に配置される磁気誘導回転盤２６の上下両面には、該電磁石ガイドレール２２に対向する様に軌道回転永久磁石２５が配されている。電磁石ガイドレール２２に送電すると、対向位置に存する軌道回転永久磁石２５と反発する磁力が発生し、それにより磁気誘導回転盤２６は、上下の磁気誘導固定盤２１に挟まれた態様にて浮遊状態となる。

磁気誘導固定盤２１には、電磁石ガイドレール２２より内側の中心円上にて１８０°間隔で２個の誘導電磁石２３が配置されており、また、磁気誘導回転盤２６には、上下両面に７２°間隔で各５個の回転誘導固定永久磁石２４が配設されている。誘導電磁石２３へ通電することより磁力が発生すると、該誘導電磁石２３と回転誘導固定永久磁石２４とが引き合いと反発を繰り返すことで、磁気誘導回転盤２６が回転運動を開始することとなる。このとき、該磁気誘導回転盤２６は、上下の磁気誘導固定盤２１に対し浮遊した状態であるため、回転による摩擦は生じない。

ここで、磁気誘導回転盤２６の回転動作における誘導電磁石２３と回転誘導固定永久磁石２４との相関関係について、図３に基づき説明する。尚、図面では、説明の便宜上、磁気誘導固定盤２１並びに誘導電磁石２３を破線で、磁気誘導回転盤２６並びに回転誘導固定永久磁石２４を実線で描いている。
該誘導電磁石２３と回転誘導固定永久磁石２４との磁極の関係については、二つのパターンが想定され、第一のパターンは、図３（ａ）に示すように、磁気誘導固定盤２１に配設された誘導電磁石２３の磁極について磁気誘導回転盤２６の側へ向けてＮ極を配し、磁気誘導回転盤２６に配設された回転誘導固定永久磁石２４の磁極について回転進行方向側にＳ極、回転進行方向と逆側にＮ極を配する態様である。

かかる第一のパターンにおいて、２個の誘導電磁石２３と５個の回転誘導固定永久磁石２４の全てがズレた位置（重ならない位置）にあるとき、回転誘導固定永久磁石２４の回転進行方向側に存するＳ極と誘導電磁石２３のＮ極とが引き合うと共に、回転誘導固定永久磁石２４の回転進行方向と逆側に存するＮ極と誘導電磁石２３のＮ極とが反発し合うことで、磁気誘導回転盤２６は進行方向へと回転すべく作用する。

また、２個の誘導電磁石２３と５個の回転誘導固定永久磁石２４のいずれかが重なる位置にあるときも同様、回転誘導固定永久磁石２４の回転進行方向側に存するＳ極と誘導電磁石２３のＮ極とが引き合うと共に、回転誘導固定永久磁石２４の回転進行方向と逆側に存するＮ極と誘導電磁石２３のＮ極とが反発し合うことで、磁気誘導回転盤２６は進行方向へと回転すべく作用する。

このとき、重なり合った位置に存する誘導電磁石２３と回転誘導固定永久磁石２４における磁極の関係性が問題となる。すなわち、誘導電磁石２３と回転誘導固定永久磁石２４とが重なり合った際、より詳しくは、誘導電磁石２３と回転誘導固定永久磁石２４のＳ極部分が重なり合った場合に、磁力関係が均衡となって磁気誘導回転盤２６の回転が止まってしまうのではないか、という問題である。しかしながら、そもそも磁気誘導回転盤２６は進行方向へ回転しており、両者が重なり合う際も進行方向への付勢が加わっていること、また、重なっていない他の誘導電磁石２３と回転誘導固定永久磁石２４との上記作用も存していること、さらには、上方の磁気誘導固定盤２１の誘導電磁石２３と磁気誘導回転盤２６の上面の回転誘導固定永久磁石２４との位置関係は、下方の磁気誘導固定盤２１の誘導電磁石２３と磁気誘導回転盤２６の下面の回転誘導固定永久磁石２４との位置関係とズラされていることから、上下共に同時に両磁石が重なり合う場合は想定されず、上記した引き合い・反発の作用が常に働いていることとなるため、磁気誘導回転盤２６の回転は止まり難い状態で継続することとなる。

誘導電磁石２３と回転誘導固定永久磁石２４との磁極の関係についての第二のパターンは、図３（ｂ）に示すように、磁気誘導固定盤２１に配設された誘導電磁石２３の磁極について磁気誘導回転盤２６の回転進行方向側にＮ極、回転進行方向と逆側にＳ極を配し、磁気誘導回転盤２６に配設された回転誘導固定永久磁石２４の磁極について磁気誘導固定盤２１の側へ向けてＮ極を配する態様である。

かかる第二のパターンにおいて、２個の誘導電磁石２３と５個の回転誘導固定永久磁石２４の全てがズレた位置（重ならない位置）にあるとき、磁気誘導固定盤２１の誘導電磁石２３における磁気誘導回転盤２６の回転進行方向と逆側に存するＳ極と回転誘導固定永久磁石２４のＮ極とが引き合うと共に、磁気誘導固定盤２１の誘導電磁石２３における磁気誘導回転盤２６の回転進行方向に存するＮ極と回転誘導固定永久磁石２４のＮ極とが反発し合うことで、磁気誘導回転盤２６は進行方向へと回転すべく作用する。

また、２個の誘導電磁石２３と５個の回転誘導固定永久磁石２４のいずれかが重なる位置にあるときも同様、磁気誘導固定盤２１の誘導電磁石２３における磁気誘導回転盤２６の回転進行方向と逆側に存するＳ極と回転誘導固定永久磁石２４のＮ極とが引き合うと共に、磁気誘導固定盤２１の誘導電磁石２３における磁気誘導回転盤２６の回転進行方向に存するＮ極と回転誘導固定永久磁石２４のＮ極とが反発し合うことで、磁気誘導回転盤２６は進行方向へと回転すべく作用する。

尚、誘導電磁石２３と回転誘導固定永久磁石２４とが重なり合った位置に存する場合における磁極の関係性に対し、磁気誘導回転盤２６が止まり難い状態で回転を継続することについては、上記第一のパターンと同様である。

磁気誘導回転盤２６の中心軸下方には、先端に複数の永久磁石３２が埋設された回転ローター軸３１が延伸されており、磁気誘導回転盤２６が回転すると、連動して回転ローター軸３１も回転する。該回転ローター軸３１の先端は、発電リング３４内に挿通されているため、回転ローター軸３１の回転により発電リング３４内にて永久磁石３２が回転することとなり、発電リング３４に挿嵌されている発電コイル３５に誘導起電流（磁気誘導電流）が発生する。

発生した誘導起電流（磁気誘導電流）は、集配器４１を経て分配器４２にて分配される。かかる分配の割合については、発電機が必要とする電力を考慮して適宜決定されるもので、例えば１：１：８の割合で分配され、その内の１割の電流は上方の磁気誘導固定盤２１に配された電磁石ガイドレール２２及び誘導電磁石２３へと流れ、さらに１割の電流は下方の磁気誘導固定盤２１に配された電磁石ガイドレール２２及び誘導電磁石２３へと流れ、残された８割の電流は二次電池４３へと流れて蓄電される態様が考え得る。

二次電池４３に蓄電された電力は、インバーター変換器４４を介して直流・交流など最適な態様に変換され、外部へ出力されることとなる。

総じて、発電された電気の流れ（送電態様）について簡便に説明すると、以下のとおりとなる。
永久磁石３２が埋設された回転ローター軸３１の先端を発電リング３４内に挿通させた発電構造３０によって発生した電気は、集配器４１から分配器４２、分配器４２から二次電池４３あるいは調圧器４５、二次電池４３からインバーター変換器４４、調圧器４５から電磁石ガイドレール２２及び誘導電磁石２３、インバーター変換器４４から外部電気機械器具、という流れとなる。

以上で構成される本実施形態にかかる磁気誘導発電機１０は、磁気誘導構造２０と、発電構造３０と、循環回路構造４０と、によって構成され、さらに磁気誘導構造２０ならびに発電構造３０によって発電された電力は、外部に出力されると共に、循環回路構造４０よって発電機自体に配された電磁石への通電に利用することができる磁気誘導発電機１０の提供を可能にするものである。

本実施形態にかかる磁気誘導発電機１０は、分配器４２に、漏電遮断機能を有するブレーカー４６が備えられている手段を採ることができる。ブレーカー４６の具体的構造について限定はなく、常法のものを採用すれば足りる。
このとき、該ブレーカー４６について、揺れを感知した際に漏電遮断を行う振感式を採用することがより好適である。

上記手段を採った本発明の実施形態の磁気誘導発電機１０は、漏電遮断機能を有するブレーカー４６が備えられていることによって、発電所、船舶、自動車、など多様な環境下での使用用途に配備することができると共に、水に濡れた際の遮断機能としても有効であり、該ブレーカー４６について揺れを感知した際に漏電遮断を行う振感式とすることで、大地震等による事故災害を最小限に抑制することもできる磁気誘導発電機１０を提供するものである。

本実施形態にかかる磁気誘導発電機１０は、二次電池４３に、入電用と併せて、少なくとも一以上の送電用の接続端子４７が備えられている手段を採るものである。

上記の手段を採った本発明の実施形態の磁気誘導発電機１０は、二次電池４３に送電用の接続端子４７が備えられていることによって、二次電池４３の蓄電状態に合わせて外部電気機械器具を接続して使用することが可能となる。また、磁気誘導発電機１０自体の初期始動電力として、二次電池４３に蓄電された電力を使用することも可能である。

また、上記接続端子４７について、ＯＮ／ＯＦＦ機能を付する態様も考え得る。すなわち、該接続端子４７に配線接続された状態のまま、当該配線の使用状態をＯＮ／ＯＦＦ機能により切り替える態様である。

本発明にかかる磁気誘導発電機は、磁気誘導構造と、発電構造と、循環回路構造と、によって構成されさらに磁気誘導構造ならびに発電構造によって発電された電力は、外部に出力されると共に、循環回路構造よって発電機自体に配された電磁石への通電に利用可能となっているため、安価且つメンテナンスの容易な磁気誘導発電機を提供することができる。したがって、本発明にかかる「磁気誘導発電機」の産業上の利用可能性は極めて大であるものと思料する。

１０ 磁気誘導発電機
２０ 磁気誘導構造
２１ 磁気誘導固定盤
２２ 電磁石ガイドレール
２３ 誘導電磁石
２４ 回転誘導固定永久磁石
２５ 軌道回転永久磁石
２６ 磁気誘導回転盤
２６ａ 磁気シールド材
３０ 発電構造
３１ 回転ローター軸
３２ 永久磁石
３３ 抜き穴
３４ 発電リング
３５ 発電コイル
４０ 循環回路構造
４１ 集配器
４２ 分配器
４３ 二次電池
４４ インバーター変換器
４５ 調圧器
４６ ブレーカー
４７ 接続端子

Claims (7)

1. 磁気誘導構造と、発電構造と、循環回路構造と、によって構成される磁気誘導発電機で あって、
   前記磁気誘導構造は、円形状に周設される電磁石ガイドレールと、その内側の中心円上に１８０°間隔で配置される２個の誘導電磁石と、を配設した絶縁素材で形成される磁気誘導固定盤を上下に対峙させ、該上下に対峙させた磁気誘導固定盤の中間に、前記電磁石ガイドレールの軌道上を無接触で回転移動する軌道回転永久磁石を無端円周状に若しくは円形状に点在して複数設けると共に、その内側の中心円上に７２°間隔で配置される５個の回転誘導固定永久磁石を上下面に配設した絶縁素材で形成される磁気誘導回転盤を配し、該磁気誘導回転盤の中心軸下方に、絶縁素材で一体成型されると共に先端に複数の永久磁石を埋設させた回転ローター軸が延伸され、下方に配置された前記磁気誘導固定盤の中心には、前記回転ローター軸を挿通可能な抜き穴が設けられて成り、
   前記発電構造は、永久磁石が埋設された前記回転ローター軸の先端をリング状に成形され且つ発電コイルが挿嵌された発電リング内に挿通させて成り、
   前記循環回路構造は、出力された磁気誘導電流を集電する集配器と、該磁気誘導電流を分配する分配器と、磁気誘導電流を蓄電すると共に送電用及び外部電力からの入電を行う入電用の接続端子が備えられている二次電池と、出力された磁気誘導電流を変換するインバーター変換器と、過電流・過充電・過放電を防ぐ調圧器と、で構成し、
   前記磁気誘導構造ならびに前記発電構造によって発電された電力は、前記循環回路構造によって外部に出力されると共に、前記電磁石ガイドレール及び前記誘導電磁石への通電に利用され、前記二次電池に蓄電された電力は、外部に出力されると共に発電機自体の初期始動電力として使用されることを特徴とする磁気誘導発電機。
2. 前記磁気誘導回転盤において、上面に配設された回転誘導固定永久磁石に対し、３６°ズラした位置に下面の回転誘導固定永久磁石が配設されて成ることを特徴とする請求項１に記載の磁気誘導発電機。
3. 前記磁気誘導固定盤において、上方の磁気誘導固定盤に配設された誘導電磁石に対し、９０°ズラした位置に下方の磁気誘導固定盤の誘導電磁石が配設されて成ることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気誘導発電機。
4. 前記磁気誘導固定盤に配設された誘導電磁石の磁極は磁気誘導回転盤側に向けてＮ極であり、前記磁気誘導回転盤に配設された回転誘導固定永久磁石の磁極は回転進行方向側に向けてＳ極、回転進行方向と逆側に向けてＮ極であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気誘導発電機。
5. 前記磁気誘導固定盤に配設された誘導電磁石の磁極は磁気誘導回転盤の回転進行方向側に向けてＮ極、回転進行方向と逆側に向けてＳ極であり、前記磁気誘導回転盤に配設された回転誘導固定永久磁石の磁極は磁気誘導固定盤側に向けてＮ極であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気誘導発電機。
6. 前記磁気誘導回転盤の中間に、磁気シールド材が埋設されて成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の磁気誘導発電機。
7. 前記分配器に、漏電遮断機能を有するブレーカーが備えられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の磁気誘導発電機。

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